頂堆側取堆取料機取料能力和功率的計算

孫 洋 劉洪博 董家君 杜榮全

（1.大連重工.起重有限公司 遼寧 大連116000；2.北方重工集團有限公司，遼寧 沈陽 110027）

頂堆側取堆取料機取料能力和功率的計算

孫 洋1劉洪博2董家君2杜榮全2

（1.大連重工.起重有限公司 遼寧 大連116000；2.北方重工集團有限公司，遼寧 沈陽 110027）

本文介紹了頂堆側取刮板取料系統，討論了刮板填充率與取料能力的確定，詳述了刮板取料能力計算及驅動裝置中電機功率的計算與減速器選型。

頂堆側取堆取料機；刮板；取料能力；電動機；減速器；選型

頂堆側取式堆取料機是上世紀九十年代針對斗輪堆取料機的露天布置所產生的環境污染和占地空間而研制出的全新型工藝設備。具有占地面積小儲量大、在室內布置環保特點。廣泛用于火電、煤炭、化工等多領域。頂堆側取堆取料機主要由堆料機、取料機、中心柱、門架和卷揚機構組成。取料機主要由取料臂、刮板、鏈條、驅動鏈輪組和刮板驅動裝置組成。

1 刮板取料系統

刮板取料系統是本機實現取料功能的主要部件，由取料臂、刮板、鏈條、驅動鏈輪組、張緊鏈輪組和驅動裝置組成。設備通過刮板鏈的循環運動達到刮取物料的目的。刮板張緊設在刮板臂前端的改向鏈輪上，采用手動液壓張緊形式。刮板驅動裝置布置在刮板臂靠近中心柱一側。經過刮板的連續運行，物料不斷地被刮到中心落料斗內，并經過中心落料斗下面的皮帶機運出。取料臂為薄壁圓筒結構，上下設置刮板鏈條的滑道。前部支承張緊鏈輪，后部交接在門架轉臺上。懸臂前端約1/3處布置卷揚系統的鉸接點。通過帶有滑輪組的可以旋轉的吊架，隨著卷揚機收放鋼絲繩，懸臂可以進行變幅。刮板為折線形，上法蘭與鏈條用螺栓固定，并在底部和側面切削部位裝有耐磨襯板。在刮板側的切削位置裝有耐磨齒，用來連續地耙松物料從而減少磨損。為了將水平載荷直接傳遞到懸臂上并減少磨損和阻力，刮板上裝有附加的擋輪。 兩條輸送鏈條敷設在刮板懸臂上的滑道內，鏈條上安裝有用于刮取物料的刮板。鏈條是非標大節距外置滾輪鏈條，滾輪在導槽內運行。外置滾輪緊受鏈板和刮板的重量，滾輪不與鏈輪接觸，避免了滾輪的變形，這樣鏈條真正成為一個純滾動結構。與鏈輪接觸部分即使產生變形也不影響鏈條的滾動。

2 刮板取料能力的計算

原始參數:取料能力為：Q=300t/h；臂架按照Φ1020mm鋼管布置；定刮板尺寸1350*300mm；刮板鏈節距：315mm；刮板鏈速：v=0.7m/s；刮板頭尾鏈輪中心距34650mm；刮板間距：L=630mm。刮板數量n=55；K-平均系數0.67。

刮板的填充率與刮板的鏈速直接決定了刮板取料能力。刮板間有效容積V=1.35×0.3×0.63=0.255m3。因刮板切入物料的深度，取料機回轉的速度都影響著刮板填充率。根據現場實際考察發現刮板的填充率一般在60%～70%間，故按刮板填充率60%計算。刮板取料能力：Q=3600*（v/τ）*ρ*V*60%:式 中 :ν-刮板鏈速;τ-刮板間距;ρ-物料密度；V-刮板間有效容積。由此可見在刮板鏈速一定的情況下刮板填充率越高取料能力越大。

3 刮板驅動功率的計算

3.1 刮板運行阻力：

式中F1-刮板切削阻力；F2-物料沿刮板向前運行摩擦阻力；F3-刮板鏈運行摩擦阻力；F4-物料抬升阻力。（1）刮板切削阻力F1: 按平均每個刮板高度一半切削物料，考慮物料底層被壓實每1cm刮板切削阻力為5kgf計算。根據布置刮板頭尾鏈輪中心距34650mm，共有55個刮板刮取物料。則刮板的切削阻力：F1=h*60%*n*5==4950kgf。h刮板高度30cm；（2）物料沿刮板方向摩擦阻力F2：F2=G·f式中：G-物料重量；f-摩擦阻力系數=0.6.F2=（Q/3.6）*（L/v）*n*k*f==1658.25kgf:K-平均系數0.67。（3）刮板鏈摩擦阻力F3：刮板及鏈條總重10656kg；鏈條滾輪半徑R=4.5cm；滑套半徑R=2.5cm。則F3=10656*（（0.05/4.5）+（2.2/4.5）*0.12）=743.6kgf。4. 刮 取物料向上的抬升阻力F4:刮板下俯最低 角 度 θ=2.5° 則 F4=300/（3.6*0.7）*55*2/3*sin2.5°=190.8kgf。刮板運行阻力：F=F1+F2=F3+F4=4950+1658.25+743.6+190.8=7542.7kgf

3.2 電機功率:刮板驅動軸功率N：（定刮板驅動減速器及鏈輪組總的功率效 率 η=0.73）:N=F*v/102*η==70.9kw。按1.4倍安全系數，電機功率P=1.4*70.9=99.2kw:確定電機功率110kw；確定電機型號為Y315S-4。

3.3 減速器的選型:鏈輪節距315mm，鏈輪齒數10，則鏈輪節圓直 徑 :D=315/sin（360/（10*2））=1019.364mm：鏈輪轉速：n=60*v/（π*D）=60*0.7/（3.14*1.019）=13.12r/mim： 按照4級電機轉速N=1480r/min，計算減速器傳動比I: I=N/n=1480/13.12=112.8：根據電機功率110kw，輸入轉速1480rpm，傳動比I=112。考慮到使用安全，一般減速器的機械功率要在電機功率的1.5倍左右，減速器的熱功率要不小于電機功率。初步選用FLD減速器為B4DH14，4級電機、轉速1480r/min，公稱速比I＝112。刮板實際轉速v: v=（1480*（1-3﹪）*3.14*1.019）/（112*60）=0.684m/s。 刮板實際取料能力:Q=3600*（0.684/0.63）*1.35*0.3*0.63*0.85*0.6=508.6t/h。

結語

本文講解了頂堆側取堆取料機刮板輸送系統的取料能力、電機功率和加速器的計算與選型。以上的計算并沒有考慮的特殊環境、特殊工況，如果是高原環境要考慮到用高原電機；如果是高熱要考慮到電機、減速器的散熱等。這種特殊環境和特殊工況就要考慮到減速器的機械效率是否滿足需要，是否要對減速器提檔選型。

[1]陳瑋璋.起重機金屬結構[M].北京:人民交通出版社，1986.

[2]戴忠鑫.堆取料機在水泥工業中的應用[J].水泥技術，2001，06.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.125